Por que aviões voam?

Eu estava em dúvida sobre o que postar agora. Pedi ao senhor Harvey Dent para ele me dizer, mas o Iberê foi mais rápido. Sendo assim, precisamos rever isso. Precisamos entender fatos básicos sobre o porque do avião voar. Mas não é só isso! A mágica é: como aquela bagaça consegue voar de cabeça pra baixo?

O ano letivo acabou, mas nunca é demais aprender. Nunca acaba o período de querer saber mais. Nunca chegam as férias para o LIVRO DOS PORQUÊS!

Então, vamos entender: Por que aviões voam? A resposta curta e insossa seria "Porque tem ar. Sem ar, ele jamais voaria!". Algumas pessoas se satisfariam com isso. Não é pra elas o Livro dos Porquês, porque elas simplesmente não querem saber. Quem quer saber faz mais e mais perguntas!

Bem, a explicação usual é o Princípio de Bernoulli.

Daniel Bernoulli nasceu em Groningen, nos Países Baixos, em 8 de fevereiro de 1700, falecendo placidamente na Basileia, Suíça, em 17 de março de 1782. Era matemático, físico e filósofo, no tempo que filosofia era estudar tudo o que era possível, e não ficar citando Kant, Heiddegger ou o Olavo de Carvalho.

O principal estudo de Bernoulli foi na área da Mecânica de Fluidos. Segundo seu mais famoso princípio (o Princípio de Bernoulli, duhhh!). Segundo este princípio, quanto mais rápido for o fluxo de ar, menor será a pressão em comparação com fluxos de ar a uma velocidade mais baixa.

Assim, bastaria que o formato da asa do avião seja meio abaulado em cima, de forma que o ar se acelere, pois ele terá um caminho maior para percorrer e poder encontrar o fluxo de ar abaixo, o que ajuda a igualar a pressão no final da asa. Como o ar em cima correrá mais rápido que embaixo, teremos menor quantidade de ar em cima, e a diferença de pressão fará o ar embaixo exercer pressão vertical para cima.

Pegue uma folha de papel, de forma que fique segurando com as pontas dos dedos uma extremidade da folha, deixando a folha de papel pendurada. Sopre por cima, e você verá que a folha de papel sobe!

Se a explicação acima fosse suficiente, Santos Dumont jamais decolaria com o 14 Bis, que não tinha asas abauladas, mas retas… Ou quase. Somado a isso, ainda teríamos um efeito colateral: o avião jamais poderia voar de cabeça pra baixo, certo? Então, explique isso pro cara aqui, ó:


Pegue aquele pombooooooooo!

Se a explicação acima fosse suficiente, Santos Dumont jamais decolaria com o 14 Bis, que não tinha asas abauladas, mas retas… Ou quase.

Primeiramente, fique registrado que o ar se comporta coo um fluido. Ou, se for de sua preferência, como um líquido (não, ele não é um líquido. Mas um líquido é um fluido. Sim, eu também acho Física muito fácil!).

Dito isso, temos que entender mais uma peculiaridade da Natureza: o Efeito Coandã!

Em 1800, o físico Thomas Young, escreveu um artigo para a Royal Society, no qual dizia

A pressão lateral que impele a chama de uma vela em direção ao fluxo de ar a partir de um maçarico é provavelmente exatamente semelhante ao da pressão que facilita a flexão de uma corrente de ar perto de um obstáculo. (…) Um corpo convexo em contato com o lado da corrente e o local da ondulação mostrará imediatamente a corrente sendo desviada em direção ao corpo; e se o corpo ter a liberdade de se mover em todas as direções.

Infelizmente, Young não pesquisou isso mais a fundo. Quem voltou a este assunto foi Henri Coandã. Daí, você vai entender porque este efeito não é chamado Efeito Young.

Coandã percebeu que qualquer fluxo de líquido passando bem próximo de uma superfície, pega a trajetória que o faz ficar coladinho nessa superfície. E sendo o ar um fluido tal qual a água, ele também apresenta o efeito Coandã. Você pode testar isso em sua casa. Deixe um filete de água escorrendo, pegue um pote plástico arredondado e chegue com este pote perto do filete. A água passa a escorrer pela parede externa do pote. Químicos usam muito estre efeito, deixando escorrer água (ou qualquer outro líquido) por um bastão de vidro.

O fluxo de ar passa por sobre a asa, mesmo em diversas inclinações, porque a asa É inclinada. O vídeo abaixo (que o Takata tinha me copiado, ao postar um artigo em 2010) mostra uma asa num túnel de vento e como é comportamento do ar.

Acontece o mesmo com a asa. O erro primordial é pensar nas asas como uma peça única. Não é. A asa é formada por 4 partes. Flap, Aileron, Slat e Spoilers.

O flap é um dispositivo que serve para aumentar a sustentação da aeronave. O aileron controla a rotação da aeronave, isto é, o movimento que ela faz em relação ao eixo longitudinal. O slat é responsável por aumentar a sustentação promovida pela asa. Eles são, ao contrário do que acontece com os flaps, colocados na parte frontal da asa. Os spoilers, além de sacanear quem quer ver um filme e um chato conta detalhes do filme, são "atenuadores", "anuladores" ou "inversores" do funcionamento da asa. Eles são usados para quebrar a sustentação da asa. Dessa forma, têm de aumentar o coeficiente de arrasto da asa, ajudando, assim, os flaps a diminuir a velocidade da aeronave.


Obviamente, você vai clicar.

O modo como eles são arrumados altera o efeito e o comportamento do voo. Incrível, né? Mais incrível ainda é saber como aviões voam de cabeça pra baixo. Simplesmente as asas são inclinadas. E quando ele está de cabeça pra baixo acontece isso:

Na parte de cima da ilustração acima (Deus, que construção frasal horrível!), vemos a asa em posição normal (é um diagrama, pombas!) e como o ar passa através dela. De fato, aparece o efeito Bernoulli. Mas a graça está na imagem de baixo da ilustração acima (pare, André. Apenas, PARE!). Quando a asa está de ponta-cabeça (viram? Não escrevi "de cabeça pra baixo". Me amem!), aparecem turbilhões de ar. Estes turbilhões são regiões de alta pressão, que empurram a asa para frente, pois são primeiramente "jogados para trás", evidenciando a execução da 3ª Lei de Newton. Assim, avião nenhum voa totalmente de cabeça para baixo (sorry!). Ele precisa dessa impulsão; e é por isso que um 737 dificilmente voaria de cabeça pra baixo. Bem, um japonês quase consegue a façanha, mas isso não é coisa que uma pessoa normal faça conscientemente. Mesmo para padrões japoneses.

No caso dos helicópteros, eles voam porque não têm hélices. Se hélice fizesse algo voar,seu ventilador fugiria pela janela. Helicópteros possuem rotores,que na verdade são asas, que mediante a inclinação, dão a direção para onde devem ir e só suicidas fazem loops com aquela tristeza.

Os aviões antigos, como os do Santos Dumont, com asas quase retas, eram leves e o motor ajudava. Planadores voam de acordo com estes mesmos princípios, mas como não têm um sistema de propulsão, de forma a obrigar o ar passar pelas asas, precisam ter asas maiores, e mais finas, para que sejam mais leves. E lembrando que o 14 Bis não voou por muito tempo, funcionando mais como planador do que um avião propriamente dito, o que de nenhuma forma diminui o êxito do feito.

Dessa forma, temos dois princípios, o de Bernoulli e a 3ª Lei de Newton. Ambos juntos, ambos se complementam. Ambos explicam o básico do que vemos. A resposta então para a pergunta "Por que o avião consegue voar?" É somente uma: Por causa ar. Sem ele, qualquer coisa cairia como uma pluma.

3 comentários em “Por que aviões voam?

  1. Lembrei desse texto quando o Lito Souza fez um vídeo mostrando como o avião realmente voa. Ainda acho que é macumba, mas enfim…

    E eu sempre que ouço sobre o efeito Coanda eu dou um pouco de risada, pois esse efeito só foi descoberto porque o Coanda arregaçou um protótipo de avião dele (de novo falando de avião).

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